NASA и Европейское космическое Агентство (ESA) поделились некоторыми старыми данными с космических телескопов, давно закончивших работу на орбите. Из них удалось скомбинировать детальные и весьма фотогеничные изображения четырёх галактик поблизости от Млечного Пути. Основной акцент в этих новых реконструированных фотографиях — исследование космической пыли, которой полны эти галактики и для съёмки которой идеально подходит инфракрасный диапазон волн — именно в нём в основном работали эти старые космические обсерватории.
«Новые» старые данные представили от космического телескопа ESA «Гершель», который находился на орбите с 2009 до 2013 года, обсерватории Планка (также 2009—2013), а также двух древних проектов NASA: «Инфракрасный космический спутник» (IRAS), проработавший всего 10 месяцев в 1983 году, и COBE (Cosmic Background Explorer), активный в 1989—1993 гг.
Различные длины волн подходят для исследования разных космических объектов. Инфракрасная часть спектра также разбивается на поддиапазоны, которые используют для разных задач. Так, длинные инфракрасные волны хорошо подходят для обнаружения облаков пыли и газа, а наблюдения на коротких ИК-волнах позволяют, наоборот, заглянуть сквозь эти облака и увидеть звёзды внутри облака или далеко за ним на линии луча зрения. Больше об особенностях изучения космоса в инфракрасном спектре можно прочитать во вставке к недавней статье о новых снимках одного из объектов глубокого космоса, сделанных телескопом Джеймса Уэбба.
Астрономы начали с исследования данных давно закончившего работу космического телескопа «Гершель». Поскольку эта обсерватория строилась давно, теперь в глаза сильнее бросаются технологические ограничения того времени. Так, этот космический телескоп обнаруживал обширные скопления пыли в разных областях Млечного Пути и его окрестностей (в соседних галактиках, представленных на снимках), но он не «видел» 30% инфракрасного излучения — а это основной диапазон спектра, в котором мы можем исследовать космическую пыль. Чтобы заполнить этот пробел, астрономы решили совместить данные «Гершеля» и других трёх завершившихся космических проектов. Кроме того, информацию дополнили данными с нескольких земных радиотелескопов.
Эти «улучшенные» изображения телескопа «Гершель» показали, что экосистемы звёздной пыли в галактиках — очень динамические образования. Пылевые облака, которые наблюдают многочисленные инфракрасные космические телескопы, постоянно изменяют свою форму под действием взрывных волн и излучения от взрывающихся звёзд и собственной гравитации. Такого пылегазового материала в галактиках и даже в межгалактическом пространстве значительно больше, чем может казаться. Так, предполагается, что почти половина света от звёзд поглощается межзвёздной пылью. Кроме того, пыль, которую выбрасывают звёзды в конце своего жизненного цикла, является материалом, из которого рождаются новые звёзды. Множество тяжёлых химических элементов, из которых формируются каменные планеты, такие, как Земля, «захвачены» пылинками в межзвёздном пространстве. Поэтому чтобы понять свойства Земли и подобных планет — нужно узнать больше про космическую пыль.
На реконструированных изображениях — галактика Андромеда (M31), Треугольник (M33), а также Большое и Малое Магеллановы облака — карликовые галактики, вращающиеся вокруг Млечного Пути и не имеющие спиральной структуры, как Андромеда или Треугольник. Все объекты находятся на расстоянии до трёх миллионов световых лет — это как раз Местная группа галактик, в которой доминируют две «соседние» спиральные галактики, окружённые множеством галактик-спутников. Напомним, что обозначения Mxx — это каталог Мессье (Messier) конца XVIII века, в котором астроном впервые систематически описал несколько десятков объектов глубокого космоса — галактик и туманностей, которые под силу было рассмотреть при помощи оптики того времени.
На изображении Большого Магелланова Облака, в нижней левой, части виден красный хвост — вероятно, это след столкновения с Малым Магеллановым Облаком около ста миллионов лет назад. Области красного цвета — это водород, самый распространённый элемент во Вселенной. На снимке видны «гнёзда», в которых почти нет материала. Это области, в которых недавно родились звёзды. При рождении они «выдувают» из своих окрестностей пыль и газ, оставляя такие пустоты. Зелёный свет на поверхности таких пузырьков указывает на облака холодной пыли. Более нагретая пыль (синий цвет) указывает на области, в которых новые звёзды только формируются, хотя в космическом пространстве имеются и другие источники, приводящие к разогреву пыли. Нужно отметить, что эта карликовая галактика вместе со своим соседом, Малым Магеллановым Облаком, находятся к нам настолько близко по космическим меркам, что астрономы уже открывают в них привычные объекты, например, чёрные дыры, или даже обнаруживают органику. Кроме того, в этой галактике совсем недавно взорвалась Сверхновая SN1987a — такого события в Млечном Пути не видели со времён Кеплера.
Малое Магелланово Облако — другой спутник Млечного Пути, в этой галактике около трёх миллиардов звёзд. Изображение в радио- и дальнем инфракрасном спектре показывает облака пыли разной температуры — холодную и горячую пыль (зелёный и синий цвет на фотографии), а также водород (красный цвет). Изображение построено на данных закончивших работу космических телескопов, дополненных снимками радиотелескопов Parkes, ATCA и NANTEN. В Малом Магеллановом Облаке, из-за его близости, астрономы также подробно изучают структуры и даже отдельные звёзды, и в нём тоже известны Сверхновые. Например, по этой ссылке можно почитать об определении возраста вспышки Сверхновой по видимому разлёту образовавшегося облака в течение нескольких десятилетий инструментальных наблюдений. Также наблюдения за цефеидами — специальным классом переменных звёзд в Магеллановых облаках — в своё время позволили разработать метод определения космических расстояний по периоду пульсаций такой звезды и её видимому блеску. Подробнее об этом можно прочитать в статье «Переменные звёзды помогают нарисовать карту Млечного Пути».
Галактика Треугольник M33 названа так по нахождению на небе в соответствующем созвездии. Это третья крупная галактика в Местной группе (после Андромеды и нашего Млечного Пути). Края галактики маркируют облака водорода. Дополнительные радиоданные для фотографии — с телескопов VLA (Very Large Array), Green Bank Telescope и IRAM.
Галактика Андромеда, или M31. В отличие от других объектов, её легко можно обнаружить в небе северного полушария даже без оптики — это характерное похожее на сигару пятнышко в одноимённом созвездии. Подробнее про газовое облако вокруг Андромеды и попытки его исследовать при помощи излучения от фоновых квазаров можно прочитать в посвящённой этому большой статье. Часть водорода на краях диска галактики была притянута гравитационными силами из межгалактического пространства, а часть происходит от небольших галактик, которые столкнулись с Андромедой и были поглощены ею в прошлом. Облака водорода, как и на других изображениях, в этой системе псевдоцветов показаны красным. Для создания снимка использованы дополнительные данные по радиодиапазону с телескопов Green Bank Telescope, WRST и IRAM.
